綠色建筑設計理念在住宅建筑設計中的應用研究

郭靜

（太原市建筑設計研究院， 山西 太原 030000）

“十二五” 以來， 我國在建筑節能等方面取得良好的成績， 建筑節能標準得到了進一步的提高。“十四五” 和2035 年國家發展戰略綱要都提出了要加快發展綠色、 低碳、 發展綠色建筑。 在2018 年，我國建筑全過程能耗總量為21.47 億tce， 占國家總能源消耗的46.5%； 而建筑全過程碳排放總量為49.3 億tCO2， 占國家總碳排放的51.3%。 從這一點可以看出， 我國對于節能、 低碳、 綠色建筑的重視，在這一“東風” 的推動下， 順應時代潮流， 大力發展綠色建筑， 推動生態文明建設[1]。

1 綠色建筑設計理念

1.1 綠色建筑設計理念概述

“綠色建筑” 是指在建設該建筑時， 考慮并充分利用當地特有的地理條件和氣候條件， 從而達到環保和節約資源的目的。 綠色建筑既能在滿足住宅基本功能需求的基礎上， 又能極大地提高住宅的居住質量， 達到現代社會人們生活與自然的和諧。 綠色建筑設計理念即是通過多種交叉學科的功能， 使建筑設計師能夠達到為居住者提供更好的居住環境。綠色建筑的理念應當是使城市建筑資源得到最合理的分配。 由于建筑產業與其它產業不同， 它所使用的建筑資源大多是不可再生的， 因此， 過度地利用這些資源， 將會造成建筑資源的耗盡， 從而影響到國家的資源和環境保護。 每個城市在進行建筑設計的時候， 都會使用到一定的資源， 如果將建筑資源轉移到某個城市， 那么就會造成更大的成本， 因此，總體來說， 一個城市的建筑資源是有限的。 同時，在綠色建筑的設計思想的指引下， 將會優先選擇可再生的建材， 以推動綠色建筑的發展。

1.2 實施綠色建筑理念的必要性

1.2.1 促進生態環境可持續發展

國家經濟的發展渡過了前期積累的階段， 人們對于生活水平與質量的追求也開始上升， 同時國家在發展戰略層面上也開始注重對于環境的保護， 在此背景下， 人們對于建筑的要求在較以往有了更大的要求。 而綠色建筑的理念就能解決這樣的問題。在綠色建筑理念的指導下， 人們對于建筑的功能性、環保性更加注重， 這也促進了對于生態環境的保護和發展。

1.2.2 對節能降耗具有積極意義

在我國， 人口和資源的矛盾十分突出， 從自然資源和不斷增加的人口來看， 這一矛盾短時間內不會被解決。 因此在設計綠色建筑時， 由于對于自然資源的合理使用與開發， 這在一定程度上節約了稀有的能源。 特別是在綠色建筑的設計使用中， 合理利用了綠色建材， 這一方面促進了經濟和效益的合理利用， 另一方面更能合理有效地開發利用環境資源， 如水、 風、 太陽能等， 以最大限度地利用各種資源， 并改善使用者的生活品質。 從這一點可以看出， 綠色設計思想對建筑設計有著重要的指導作用。

綠色建筑的設計貫穿了建筑項目選址、 具體規劃、 材料選用等全過程， 如何降低建筑的能源消耗是建筑設計的重點。 在進行建筑設計工作時， 設計師需要結合建筑場地的實際情況， 綜合考慮建筑的位置、 體積、 形狀等因素。

1.3 運用綠色建筑理念的原則

1.3.1 堅持節約能源、 降低能耗

在“綠色” 的理念下， 住宅的設計原則應該以遵循持續發展生態環境， 以提高居民的居住環境、條件、 有效地居住為主要目的。 在設計過程中， 要不斷地提升資源利用率， 促進資源的循環， 使可再生能源和可生物能源的使用最大化， 而不會以居住環境為代價， 降低建筑的能效。 在設計中， 不單單需要考慮環境、 建筑肌理的綠化， 更要考慮到環境、經濟和社會長期發展的需求， 同時要考慮到環境、經濟和社會的長遠發展， 同時還要考慮到長期的經濟利益。

1.3.2 遵循健康舒適的基本原則

在住宅綠色建筑的設計中， 要營造出一種可生態的、 可居住的、 可持續發展的居住環境， 以達到人們的生活品質。 適當的濕度、 充足的光照等是改善居民居住環境的關鍵。 在住宅建筑的設計中， 增加園林綠化可以增加居住空間的美感， 增加居住人的舒適度。 同時， 將海綿城市與再水系統相結合，在地下室車庫頂棚、 房頂上進行了綠化景觀設計，不僅可以防止水災， 而且能有效地對雨水進行收集。集中收集處理過后的雨水， 再根據需要實現二次利用， 如沖洗衛生間、 澆灌綠化設施， 甚至可以借助過濾和凈化等相關工序使其達到飲用水安全標準。通過建筑的改造， 以實現良好的水循環、 提高資源利用率、 節約水源、 改善氣溫、 調節熱環境、 緩解熱島效應、 改善居民生活質量、 改善人居生態環境等方面的作用。

1.3.3 經濟原則

現代綠色建筑的目標是降低和充分利用非可再生能源， 實現低消耗、 低污染的目標。 在綠色建筑的節能設計工作之中， 要以實現綠色建筑目標作為基礎， 嚴格控制建設造價， 防止資源浪費。 在保證工程質量的前提下， 盡量減少投資， 提高經濟效益[2]。

2 綠色建筑設計理念在住宅建筑設計中的應用策略和建議

2.1 構建完善的建筑設計理念

在住宅設計中， 應注重綜合使用資源， 充分貫徹環保節能的設計思想， 以降低環境污染為先決條件， 以最大限度地滿足人民的日常生活需要。 從這一點可以看出， 傳統住宅的建筑設計難以再滿足居民更高的現實需要。 順應時代轉變設計觀念， 構建更加完備的設計理念。 并應用于實際工作中。 大力利用綠色建筑的相關理念， 充分利用已有的資源，盡量降低能耗， 創造一個舒適的居住環境。 通過不斷完善和運用綠色建筑的設計思想， 從整體上提升住宅建筑的設計水準， 使之朝著綠色發展的方向發展。

2.2 科學優化建筑布局

在建筑設計中， 建筑的規劃設計是一個非常重要的環節。 建筑物的布置要考慮到許多方面。 首先，在建筑的設計中， 通風與照明是首要的問題。 建筑整體設計中， 自然通風的規劃是一個非常關鍵的環節， 因此， 有關的設計者可以通過合理的設計來完善建筑的通風通道， 使其達到最佳的通風效果。 在進行日光照明與遮光的設計時， 設計師可以利用一些設備， 使建筑的采光與遮陽達到協調， 并使建筑的節能效果得到進一步的發揮。 只有采用科學的方法來解決這些問題， 才能最大程度地達到綠色建筑的設計需求。 由于區域間的光照強度存在著顯著的差別， 所以在規劃建筑的采光面積和節能要求時要考慮區域差異， 從而使建筑的整體設計更加完美。從整體設計的觀點來看， 建筑的整體使用性能和造價都會受其影響， 所以有關部門在進行整體設計時，必須加強對氣候、 經濟、 人文等方面的認識， 并從一些先進的設計中吸取經驗， 從而達到局部和整體的協調。 在設計總平面時， 要結合當地的地形條件等， 最大程度降低對自然環境的負面影響。 建筑體量、 朝向、 間距等參數對建筑整體的設計質量有很大的影響， 所以通過對各因素的綜合分析， 可以為下一步的設計工作打下良好的基礎。 在進行建筑朝向設計時， 要充分考慮到日落和入射角等因素， 從而合理地規劃朝向區域； 同時， 也可以考慮到區域的主要風向。 其次， 在建筑的布局設計中， 應注意降低建筑本身的熱負荷， 并盡量減少保溫材料的使用。 最后， 建筑周邊區域也需要進行合理的規劃，充分考慮并利用建筑周邊的綠化于建筑物等， 以減少建筑物的熱能。 同時， 為了不影響彼此的采光和照明， 必須合理地布置房屋間的間距。

2.3 促進綠色建材的應用

建筑材料是建筑施工的基礎， 選擇合適的建材是降低建筑能耗、 保護環境、 體現生態價值的主要手段。 我們要始終秉持著綠色的觀念， 在選用的材料上要有嚴格的標準。 建材要達到“綠色” 理念的基礎。 在進行住宅建筑的設計工作中， 要充分考慮建筑規范、 材料的利用率、 杜絕非必要的浪費， 進一步確保住宅的品質。 比如， 合理使用硅酸鋁等具有良好的防水、 防火性能的材料， 這在一定程度上減少了傳統的防火防水材料使用， 與綠色建筑的目標相符。

2.4 應用智能建筑技術

隨著科學技術的飛速發展， 應用智能化技術已逐漸占據了人們的生活。 現代建筑技術、 計算機技術以及通訊技術已成為現代建筑技術的核心。 在進行現代綠色建筑的設計時， 也日益趨向于采用智能建筑技術， 為建筑的設計與實現提供便利。 因此，對于智能建筑技術的利用和推廣是十分必要的。 在綠色建筑的設計中， 要充分考慮到智能建筑的特性與作用， 使其更加健康、 舒適、 方便、 環保， 并盡可能地降低能耗。 針對居民的需要， 對建筑結構、系統、 服務、 管理三者進行了優化[3]。

2.5 優化綠化設計的布局與應用

將綠色設計融入到建筑設計中， 也是實現綠色建筑設計思想的一個重要體現。 在進行綠化景觀設計時， 應先確定建筑的朝向是否合理， 并在保證采光和通風的前提下進行植物設計。 同時， 在建筑景觀設計中， 還要考慮到各個區域的氣候狀況， 從而使園林的設計更符合當地的實際， 提高建筑設計的科學性和合理性。 在某些比較炎熱的地方， 可以通過種植植物來降低氣溫對居住環境的影響； 在部分樓頂和露臺區域， 還可以采用綠化配合， 提高其觀賞性， 從而達到優化建筑外觀的目的。 通過這種方式， 可以使建筑綠化與城市總體景觀相融合， 從而促進城市的城市化進程。

2.6 新型節能技術

在綠色住宅建設中， 新型節能技術具有很好的應用前景， 它的技術水平要優于傳統建筑技術， 最直接的影響就是減少開發對環境的負面影響， 利用新的節能技術， 減少資源的浪費， 使現有的資源得到最大限度的利用， 從而達到可持續發展的目的。

1） 太陽能建筑一體化， 太陽能建筑一體化是一種無燃料、 無污染的新型綠色建筑， 它能夠將太陽能設備與建筑物進行有機結合。 采用太陽能集熱器作為屋面的罩面或隔熱層， 減少對建筑外觀的影響，減少重復投資， 減少建設費用， 是我國建筑業可持續發展的重要途徑。 例如， 福建省第一個 “陽光房” 項目寧德金涵小區， 就是將“集熱-分戶” 的太陽能熱水系統應用于一期。 927 戶使用的LPC1500型集熱器288 個， 集中供熱面積1800 m2。 15 年，該項目節約了4995t標準煤， 減少了12487tCO2。

2） 分質供水， 利用自來水作為主要水源， 將生活用水與直飲水進行區分， 并設有與居民直接連通的管道， 將飲用水與生活用水進行分質分流， 以此實現接飲用的效果， 滿足高質量水資源高需求使用、低質量水資源低需求使用的效果。 對工業及生活用水進行回收， 能有效地減少廢水的處理費用。 分質飲用水無需煮沸即可直接飲用， 節約天然氣。

3） 淺層地熱利用， 主要采用熱泵技術， 將地下較低的熱源轉換成較高的熱源， 實現了供暖和制冷的雙重目的。 因地制宜， 廣泛應用不同類型的熱泵，以滿足采暖、 制冷和生活用水的需要。 改善淺層地熱的設計和使用， 充分考慮到其資源狀況， 兼顧冬季和夏季的均衡， 使對應的設備能夠得到合理的配置。 鼓勵能源站采用能量托管或契約式的經營方式，以提高運行效率， 實現對能源的有效利用[4]。

4） 推廣裝配式建筑， 裝配式結構是指在工地上將預制件零件直接組裝起來的一種結構。 將可再生能源和環保建材應用到組裝房屋中， 不僅不會對建筑物本身產生影響， 反而會對其結構產生影響。 建筑與裝修的一體化設計與施工， 能有效縮短工程建設時間、 節省大量人力與物料資源、 降低環境污染、改善工程質量和安全。 比如萬科的金域提香項目，采用了萬科的工業住宅技術， 其中包括預制樓梯、隔板、 疊層樓板等。 解決了滲漏、 開裂等質量問題，提高了結構的精度。

5） BIM技術的應用， BIM能夠對綠色建筑的發展進行深刻的分析， 并對其進行高效的管理。 BIM技術可以為這一問題提供一套全面的解決辦法， 它能全面掌握各類物料、 設備的信息， 同時進行協作，并在此過程中實現進一步的優化， 實現節能減排的目的。 如常州的九洲花園城， 就利用了BIM技術對建筑進行虛擬指導， 并進行實時更新， 實現了更精細化的管理。

6） 被動式節能建筑， 被動節能技術主要是指充分利用自身的原料、 布局等與氣候環境條件等相結合的方式， 再輔以間歇運轉的設施， 達到節能且兼備舒適的目的。 有別于將室內與自然環境隔絕的節能技術， 它最大限度地利用現有的條件， 以達到最大程度的符合環境。 它可以最大程度地降低建筑對采暖、 空調、 照明等的要求， 最大限度地利用可再生能源， 在最小的能量消耗下， 營造出一個溫馨的室內空間[5]。

3 結語

在住宅建筑的設計中充分利用綠色建筑的設計理念， 達到節能降耗、 創造舒適、 健康的居住環境的目的， 同時還能促進人與自然的和諧發展。 從設計思想、 建筑布局、 風能、 太陽能、 節能材料等方面， 將其與節能技術結合起來， 使其與綠色建筑的設計理念相結合， 從而達到節能、 環保的目的。 在具體的設計中， 要充分利用可再生能源， 通過規劃、設計、 環境配置等方式， 營造出適宜居住環境的環境。